POMIAR WSPÓŁCZYNNIKA POCHŁANIANIA 78
CZĄSTEK BETA W ALUMINIUM
I. ZAGADNIENIA TEORETYCZNE
Promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Przemiany promieniotwórcze pierwiastków. Prawo rozpadu promieniotwórczego - stała rozpadu λ; średni czas życia τ; okres połowicznego rozpadu T. Rodzaje przemian β: emisja elektronów β, emisja pozytonów β+ . Widmo energetyczne promieniowania β. Oddziaływanie promieniowania β z materią. Prawo pochłaniania promieniowania. Liniowy i masowy współczynnik pochłaniania. Wielkości i jednostki opisujące zjawisko promieniotwórczości. Licznik Geigera - Müllera (G.M.). Biologiczne skutki promieniowania jądrowego.
II. POMIARY
Przed przystąpieniem do pomiarów sprawdzić czy układ jest połączony zgodnie z poniższym schematem blokowym i poprosić prowadzącego o podłączenie układu do sieci.
A. Wyznaczanie poziomu tła licznika Geigera - M*llera
Przez poziom tła licznika rozumiemy liczbę impulsów Nt, zarejestrowanych w określonym czasie np. 1 s lub 100 s, pochodzących z promieniowania kosmicznego i promieniowania naturalnego Ziemi.
1. Ustawić napięcie zasilacza na wartość 600V.
2. Na przeliczniku wcisnąć klawisz przełącznika czasu pomiaru na wartość 100 sekund.
3. Rozpocząć liczenie impulsów wciskając klawisz „start - stop”. Po zakończeniu liczenia, (gdy zgaśnie lampka „gate”) zapisać liczbę zliczeń Nt w tabeli i skasować wynik klawiszem „reset”.
4. Wykonać 3 pomiary poziomu tła i zapisać w tabeli pomiarowej.
B. Wyznaczanie liczby zliczeń N0 dla badanego źródła promieniowania
1. Do domku osłonnego włożyć źródło promieniotwórcze w miejsce oznaczone czerwoną kropką.
2. Powtarzając czynności opisane w punktach A 2,3, zmierzyć liczbę impulsów N0 zarejestrowanych w czasie 100 sekund.
3. Wykonać 3 pomiary N0 . Wyniki zapisać w tabeli.
C. Wyznaczanie współczynnika pochłaniania promieniowania dla glinu (aluminium)
1. Między źródłem a licznikiem G.M. umieszczać kolejno absorbenty promieniowania (płytki aluminiowe) o następujących grubościach: d = 0,1; 0,14; 0,3; 0,38; 0,52 (0,38 + 0,14); 0,62; 0,72 (0,62 + 0,1); 0,8; 0,9 (0,8 + 0,1); 1,0 mm.
2. Dla każdego absorbenta wykonać 3 pomiary liczby zliczeń NA, zarejestrowanych w czasie 100 sekund. Wyniki dla każdej grubości absorbenta zanotować w tabeli.
III. OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW
1. Dla punktów: A, B, C należy obliczyć średnie arytmetyczne liczb zliczeń z trzech pomiarów, czyli 
.
2. Od każdej wartości 
należy odjąć wartość tła, czyli 
. Wartość 
≡ J0 jest miarą natężenia promieniowania wysyłanego przez źródło, a wartość 
≡ J(d) jest miarą natężenia tego promieniowania, które przeszło przez warstwę absorbentu o grubości d.
3. Dla każdej wartości J(d) oraz dla J0 należy obliczyć wartość jej logarytmu naturalnego, korzystając z tablic lub kalkulatora
4. Skorzystamy teraz z przybliżonego prawa opisującego pochłanianie promieniowania :
(1)
gdzie J0 natężenie promieniowania bez absorbentu, J(d) natężenie promieniowania po przejściu przez warstwę absorbentu o grubości d, tzw. liniowy współczynnik pochłaniania. Po obliczeniu logarytmu naturalnego obu stron równania (1) otrzymujemy:
(2)
Jest to równanie prostej typu: y = b - ax, gdzie y = ln J(d), b = ln J0, a = , d = x
4. Na podstawie danych z punktu 3 sporządzić wykres zależności: ln J(d) = f (d) i do punktów doświadczalnych dopasować prostą regresji (patrz: Instrukcja ONP, rozdział 4.1.1).
5. Wyznaczyć liniowy współczynnik pochłaniania μ dla aluminium (który jest liczbowo równy współczynnikowi kierunkowemu prostej a) oraz jego niepewność standardową.
IV. LITERATURA
[1] H. Szydłowski - „Pracownia fizyczna”, ćwicz. 29.0 i 29.1, PWN Warszawa 1999
[2] I. W. Sawieliew, Kurs fizyki, tom III, § 70 i 75, PWN Warszawa 1989
[3] A. Strzałkowski - „ Wstęp do fizyki jądra atomowego” PWN Warszawa
[4] M. Siemiński, Fizyka zagrożeń środowiska, PWN Warszawa, 1994
Ze względu na małe wartości liczby zliczeń 
rejestrowanych w czasie 100 s, nie będziemy ich przeliczać na często używane wartości wyrażane w impulsach na sekundę
2
2
Przelicznik
Wzmacniacz impulsów
Licznik Geigera Müllera
Zasilacz wysokiego napięcia
Wyszukiwarka